MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
PHẦN I 4
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 4
Ι. Tính chọn động cơ điện 4
1.1. Chọn kiểu, loại động cơ điện 4
1.2. Chọn công suất động cơ 4
1.3. Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ 6
1.4. Chọn động cơ thực tế 7
1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ 7
1.5.1. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ 7
1.5.2 . Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ : 8
II. Phân phối tỷ số truyền 8
2.1. Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc 8
2.2. Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc 8
III. Tính toán các thông số trên các trục 9
3.1. Tính công suất trên các trục 9
3.2. Tính số vòng quay trên các trục 10
PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 12
A. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN: 12
I. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP CHẬM 12
1.1 .Chọn vật liệu 12
1.2. Ứng suất cho phép 12
1.2.1. Sơ bộ về ứng suất tiếp xúc cho phép 14
1.2.2. Sơ bộ về ứng suất uốn cho phép 16
1.3. Xác định các thông số cơ bản 16
1.3.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục 16
1.3.2. Xác định các thông số ăn khớp 17
1.4. Kiểm nghiệm răng 20
1.4.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc 20
1.4.2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn : 21

1.5. Tải trọng tác dụng lên trục 46
1.6. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 47
1.6.1. Tính trục I: 47
1.6.2.Tính cho trục II: 51
1.6.3. Tính trục III: 56
1.7. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 61
1.7.1. Tính kiểm nghiệm cho trục I 63
1.7.2. Tính kiểm nghiệm cho trục II 64
1.7.3. Tính kiểm nghiệm cho trục III 66
1.8. Kiểm nghiệm trục về quá tải 69
1.8.1. Kiểm nghiệm cho trục I 70
1.8.2 Kiểm nghiệm cho trục II 71
1.8.3 Kiểm nghiệm cho trục III 71
1.9 Kiểm nghiệm về độ bền của then 72
2
II. TÍNH CHỌN Ổ LĂN 73
1.1 chọn loại ổ lăn cho các trục 73
1.1.1.Cho trục I: 73
1.1.2.Cho trục II: 74
1.1.3.Cho trục III: 74
1.2 Chọn cấp chính xác cho ổ lăn: 74
1.3 Chọn kích thước cho ổ lăn 75
1.3.1. Chọn ổ theo khả năng tải động và kiểm tra khả năng tải tĩnh 75
PHẦN IV 91
CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP
TRONG HỘP 91
I. Thiết kế các kích thước của vỏ hộp 91
1.1. Chọn bề mặt ghép nắp và thân 91
1.2. Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp 91
II. TÍNH CHỌN CÁC CHI TIẾT MÁY PHỤ 93

Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức 2.8 trang 19-
[1]:
P
ct
= P
t
/η
Trong đó:
+ P
ct
- Công suất cần thiết trên trục động cơ, kW.
+ P
t
- Công suất tính toán trên trục máy công tác, kW.
+ η - Hiệu suất truyền động.
* Xác định công suất tính toán trên trục máy công tác, P
t.
- Với tải trọng không đổi: Công suất tính toán là công suất làm việc trên trục
máy công tác P
lv
:
P
t
= P
lv
(theo 2.10 trang 20-[1]:)
4
- Với hệ thống dẫn động xích tải, công suất làm việc được xác định theo công
thức 2.11 trang 20-[1]:
1000

3

Trong đó: η
1
, η
2
, η
3
là hiệu suất của các bộ bộ truyền và của các cặp ổ trong hệ
thống dẫn động.
Theo sơ đồ khai triển trạm dẫn động xích tải (đề bài cho) ta có:
242

brolK
ηηηη
=
Với:
+ η
K
- Hiệu suất của khớp nối.
+ η
ol
- Hiệu suất của một cặp ổ lăn.
+ η
br
- Hiệu suất của một cặp bánh răng.
Tra theo Bảng 2.3 trang 19-[1] ta được :
η
br
= (0,96÷0.98) → Chọn η

= n
lv
.u
t
sb
Trong đó:
+ n
sb
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ, (vòng/phút).
+ n
lv
- Số vòng quay của trục máy công tác, (vòng/phút).
+ u
t
sb
- Tỷ số truyền sơ bộ của toàn bộ hệ thống dẫn động.
* Tính số vòng quay của trục máy công tác (đĩa xích tải): n
lv
.
Với hệ dẫn động xích tải, số vòng quay của trục máy công tác được xác định
theo công thức 2.16 trang 21-[1]:
3
60.10 .
.
lv
v
n
z t
=
(vòng/phút)

.u
h
Trong đó:
+ u
ng
- Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp, u
ng
= 1
+ u
h
- Tỷ số truyền của các bộ truyền trong hộp
Với hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, tra bảng 2.4 trang 21-[1] ta có:
u
h
= 8÷40 → Chọn u
h
= 14
→ u
t
sb
= u
ng
.u
h
= u
h
= 14

6
Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ là:

ct
= 5,49 (kW) và n
sb
= 1350,58
(v/ph), ta chọn động cơ điện4A132S4Y3 với các thông số sau:
Kiểu động cơ Công suất
P
đc
, (kw)
Vận tốc quay,
n
đc
, (v/ph)
cosϕ η(%)
dn
T
T
max
dn
K
T
T
4A132S4Y3 7,5 1455 0,86 87,5 2,2 2,0
1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ
1.5.1. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ
Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất đủ lớn để thắng sức ỳ của
hệ thống.Vì vậy ta cần kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ.
Điều kiện mở máy của động cơ thỏa mãn nếu công thức sau đảm bảo:
P
đc

đc
= 7.5 (kW);
dn
K
T
T
= 2,0
→ P
đc
mm
=
dn
K
T
T
.P
đc
=
5,70,2
×
= 15 (kW)
+ P
đc
cbđ
- Công suất cản ban đầu trên trục động cơ, kW, được xác định theo
công thức:
P
đc
cbđ
= K

bd
⇒Thỏa mãn điều kiện mở máy.
1.5.2 . Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ :
Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều nên không
cần phải kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ.
Vậy động cơ 4A132S4Y3 thỏa mãn điều kiện đề bài.
II. Phân phối tỷ số truyền
2.1. Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc
Trạm dẫn động không có bộ truyền ngoài, do đó tỷ số truyền của bộ truyền
ngoài: u
ng
= 1
2.2. Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc
Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động u
t
được xác định theo công thức 3.23
trang 48-[1]:
u
t
= n
đc
/n
lv
Trong đó:
+ n
đc
- Số vòng quay của động cơ đã chọn, v/ph.
+ n
lv
- Số vòng quay của trục máy công tác, v/ph.

h
- Tỷ số truyền của các bộ truyền trong hộp.
→ u
t
= u
ng
.u
h
= u
h
= 15,08
Gọi u
1
, u
2
lần lượt là tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh và tỉ số truyền
của bộ truyền cấp chậm, ta có: u
h
= u
1
.u
2
Với hộp giảm tốc đồng trục hai cấp nên khoảng cánh các trục I-II và II-III
là bằng nhau. Ta có thể sử dụng công thức tính tỷ số truyền theo công thức:
Trong đó :
, là hệ số chiều rộng bánh răng cấp nhanh và cấp chậm =0,3 ;
Vậy :
III. Tính toán các thông số trên các trục
Kí hiệu các chỉ số tính toán như sau: chỉ số “đc” là kí hiệu trục động cơ, chỉ
số "ct" là kí hiệu trục công tác. Các chỉ số "I", "II", "III" là các kí hiệu chỉ trục số

==
3.2. Tính số vòng quay trên các trục
- Số vòng quay trên trục động cơ: n
đc
= 1455 (v/ph)
- Số vòng quay trên trục I:
)/(1455
1
1455
phvnn
đc
I
===
- Số vòng quay trên trục II:
)/(80,201
21,7
1455
1
phv
u
n
n
I
II
===
- Số vòng quay trên trục III:
)/(56,96
09,2
80,201
2

1
= 7,21.
+ u
2
- Tỉ số truyền giữa trục II và trục III, u
2
= 2,09.
+ u
III-ct
- Tỉ số truyền giữa trục III và trục công tác, u
III-ct
= 1.
3.3. Tính mômen xoắn trên các trục
Mô men xoắn trên trục thứ i được tính theo công thức sau:
10
i
i
n
P
T .10.55,9
6
=
Trong đó:
+ P
i
- Công suất danh nghĩa trên trục thứ i, kW.
+ n
i
- Số vòng quay của trục thứ i, v/ph.
- Mômen xoắn trên trục động cơ:

III
(Nmm)21,495500
56,96
01,5
1055,9
6
=××
- Mômen xoắn trên trục công tác:
05,488577
56,96
94,4
1055,9
6
=××=
ct
T
(Nmm)
3.4. Lập bảng kết quả
Trục Đ/cơ I II III Công tác
Công suất (kw) 5,49 5,44 5,22 5,01 4,94
Tỷ số truyền (-) 1 7,21 2,09 1
Số vòng quay(v/ph) 1455 1455 201,80 96,56 96,56
Mômen (Nmm)
02,36034
84,35705
71,247031
21,495500
05,488577
11
PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

4
= 230 750 450
1.2. Ứng suất cho phép
- ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ ]
H
σ
[ ]
0
lim
. . . .
H
H R V XH HL
H
Z Z K K
S
σ
σ
=
- Ứng suất uốn cho phép:
[ ]
F
σ
[ ]
0
lim
. . . . .
F
F R s XF FC FL
F

S
H
,S
F
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, uốn.
Khi thiết kế sơ bộ ta lấy:
Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
Y
R
.Y
s
.K
xF
= 1
Do đó:
[ ]
0
lim
.
H
H HL
H
K
S

Hệ số an toàn khi tính về uốn :
F
S
= 1,75
Như vậy :
0
lim3H
σ
= 2.
3
HB
+ 70 = 2.245+ 70 = 560 (Mpa)
0
lim4H
σ
= 2.
4
HB
+ 70 = 2.230 + 70 = 530 (Mpa)
0
lim3F
σ
= 1,8.
3
HB
= 1,8.245 = 441 (MPa)
0
lim4F
σ
= 1,8.

= 24.2/3.365.1/2.5= 14600 (giờ)
 60.c.n
2
.t
Σ
= 60.1.201,8.14600 = 176,777.10
6
(chu kỳ)
 60.c.n
3
.t
Σ
= 60.1.96,56.14600 = 84,587. (chu kỳ)
 Ta thấy:
;
Nên ta chọn: ; và do đó ;
1.2.1. Sơ bộ về ứng suất tiếp xúc cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép [σ
H
] =
0
lim
S
H
σ
Η
. K
HL
Theo(6.1 ).[1]
Bánh nhỏ : [σ

15
* Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :
[σ
H3
]
max
= 2,8.σ
ch3
= 2,8.580 = 1624 (Mpa)
[σ
H4
]
max
= 2,8.σ
ch4
= 2,8.450 = 1260 (Mpa)
1.2.2. Sơ bộ về ứng suất uốn cho phép
Ứng suất uốn cho phép :
0
lim
[ ] . .
F
K K
F FL
FC
S
F
σ
σ
=

σ
= = =
(Mpa)
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:
[ ] 0,8 0,8.580 464( )
max
3
3
MPa
F
ch
σ σ
= = =

[ ] 0,8 0,8.450 360( )
max
4
4
MPa
F
ch
σ σ
= = =
1.3. Xác định các thông số cơ bản
1.3.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
.
2
( 1).
3
2

β
H
K
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi
tính về tiếp xúc.
Với hệ số ψ
bd2
= 0,5.ψ
ba2
.(u
2
+1) = 0,5.0,375.(2,03 +1) = 0,568
Tra bảng 6.7 -[1]: ta chọn
β
H
K
=1,047 ( sơ đồ 4)
16
Vậy:
(mm)
=> lấy
w
a
= 150 (mm)
1.3.2. Xác định các thông số ăn khớp
- Môđun m = (0,01
÷
0,02).
w
a

4
= 100 (răng)
Do đó, tỉ số truyền thực sẽ là :
- Góc nghiêng thực:
є (8 – 20
0
)
Vì do đó không cần dịch chỉnh vì hiệu quả dịch chỉnh cải thiện chất
lượng ăn khớp kém.
- Góc profin gốc: α = 20
0
( theo TCVN 1065 – 71)
- Góc profin răng:
17
- Khoảng cách trục chia: (mm)
- Góc ăn khớp: α
tw
= α
t
=
18
- Đường kính vòng chia:
(mm)
(mm)
- Đường kính vòng cơ sở:
(mm)
(mm)
- Đường kính vòng lăn:
(mm)
(mm)

2
. . .
2
. .
3
T K u
t
H
Z Z Z
H M H
b u d
w
t
w
σ
ε
+
=
≤
[σ
H
] Theo(6.31 ).[1]
Trong đó :
Z
M
: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp .
Tra Bảng 6.5 .[1] được
M
Z
= 274 (Mpa

Với ε
β
= 1,745 1 nên ta có: Z
ε
=
1
ε
α
Theo(6.37 ).[1]
K
H
: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc :
. .K K K K
H H Hv
H
α
β
=
. Theo(6.39 ).[1]
trong đó : K
H
β
= 1,047 (tra theo bảng 6.7 với sơ đồ 4)
K
H
α
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng
đồng thời ăn khớp
Vận tốc vòng của bánh răng :
(m/s) 4 Theo(6.40 ).[1]

xH
Theo(6.1).(6.1a).[I]
Trong đó : [σ
H
] = 495,46 (MPa)
với v = 1,028 (m/s) <5(m/s) ⇒ lấy Z
v
= 1
đường kính vòng đỉnh d
a
< 700 (mm) ⇒ lấy K
xH
= 1
với cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8
⇒ lấy Z
R
= 0,95
⇒ [σ
H
]
CX
= 495,46.1.0,95.1 = 470,687 (MPa)
* Kiểm tra:
⇒ ⇒Vậy bộ truyền thỏa mãn điều kiện tiếp xúc.
Tính lại chiều rộng vành răng:
chọn (mm)
1.4.2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng
không được vượt quá một giá trị cho phép :
2. . . . .

[σ
F4
] Theo(6.44 ).[1]
Trong đó :
T
2
: mômen xoắn trên bánh chủ động T
2
= 247031.71 (Nmm)
21
m : mô dun pháp m = 2,0(mm)
b
W
: chiều rộng vành răng b
W
= 54 (mm)
d
W3
: đường kính vòng lăn bánh chủ động d
W3
= 97,308 (mm)
Y
ε
: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:Y
ε
=
α
ε
1
=

Fv
: là hệ số kể đến tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp
Theo bảng P2.3.[1]: Với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, có độ rắn
HB < 350, cấp chính xác 9, vận tốc vòng v = 1,013 (m/s) ta có:
Tra bảng 6.15 [1] có:
0,006
F
δ =
Tra bảng 3.16[1] có:
73
0
g =
Với
22
Hệ số tải trọng khi tính về uốn :
. .K K K K
F F Fv
F
α
β
=
Theo(6.45 ).[1]
⇒
Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh chủ động:
Ứng suất sinh ra tại chân bánh bị động:
23
Xác định ứng suất cho phép :
Với m=2 ⇒
: Phụ thuộc vào độ nhám
=

48 mm
α
t
= α
tw 20,248
độ
Z
3
48 Răng d
a3
101,297 mm
Z
4
100 Răng d
a4
206,703 mm
u
t
2,083 d
f3
92,297 mm
m
n
2 mm d
f4
197,703 mm
d
3
97,297 mm d
b3

Giới hạn
chảy
ch
σ

MPa
Nhỏ 45 Tôi cải thiện HB
3
=260
850
580
Lớn 45 Tôi cải thiện HB
4
= 245
850
580
2.2. Ứng suất cho phép
- Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ ]
H
σ
[ ]
0
lim
. . . .
H
H R V XH HL
H
Z Z K K
S

HL
, K
FL
: Hệ số tuổi thọ.
Y
R
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.
Y
S
: Hệ số kể đến độ nhậy vủa vật liệu tới sự tập trung ứng suất.
25

Trích đoạn Tính trục I: Tính kiểm nghiệm cho trục III

---